南陵縣漳河蓄水閘總體布置設計

2015-11-04 04:02:34朱玉珍

建材與裝飾 2015年36期

朱玉珍

（安徽省水利水電勘測設計院安徽合肥 230088）

南陵縣漳河蓄水閘總體布置設計

朱玉珍

（安徽省水利水電勘測設計院安徽合肥 230088）

漳河蓄水閘是南陵縣漳河城區段景觀規劃帶的蓄水建筑物，以蓄水為主，兼顧行洪功能，中型水閘。本文介紹了根據河道景觀規劃和行洪要求，蓄水閘的閘址、閘孔規模確定，對河道建閘、灘地建閘擬定了兩種方案進行分析比較，最終確定右灘地建閘的總體布置方案。

防洪河道；漳河蓄水閘；總體布置；技術經濟比較

1　工程概況

漳河位于長江中下游南岸的蕪湖市境內，跨南陵縣、繁昌縣和三山區等縣（區），漳河與水陽江、青弋江一并稱謂“三江”，是我省長江南岸的最大支流。南陵縣縣城地處南陵縣中部城關鎮，位于漳河流域中游，漳河穿南陵縣城而過，南陵縣通過漳河城區段河道景觀規劃及配套蓄水閘的建設，修復河道的生態功能和提升縣城的景觀風貌。

南陵縣城市防洪設計標準為50年一遇，漳河蓄水閘設計防洪標準50年一遇，校核防洪標準200年一遇；漳河蓄水閘屬中型水閘，其主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，閘上交通橋及兩岸連接橋按公路-Ⅰ級標準設計。閘址處設計水位為13.04m（閘下水位），相應的河道設計流量為1000m3/s，正常蓄水位取9.0m，最高蓄水位取灘地平均高程10.0m。

2　閘址擬定

漳河蓄水閘主要功能是為漳河城區段景觀工程生態蓄水，根據南陵縣漳河城區景觀工程規劃方案，景觀帶位于南陵縣城中部，南起峨嶺路，北至李家發路。因此，閘址首先考慮選在漳河下游李家發路附近，以滿足景觀帶的蓄水要求；其次閘址選擇要避讓下游正在建設的銅南宣高速路防護范圍；第三南陵縣政府要求漳河蓄水閘采取與李家發路橋閘結合方式布置。李家發規劃路為東西方向，穿越漳河處位于后港河下游約1.7km處。綜上分析，漳河蓄水閘閘址擬定在后港河口下游約1.7km的葉村。閘址見圖1。

圖1　漳河蓄水閘閘址示意圖

3　蓄水閘閘孔規模確定

3.1閘址處地形地貌及地質條件

閘址處河道寬340～420m，主河槽呈S彎，河槽偏左堤側，河槽寬50～64m，河底寬約20～32m，河道底高程1.22～2.64m；左岸河灘地寬75～85m，灘地高程9.2～10.7m；右岸河灘地寬約220～ 270m，灘地高程8.1～10.2m。

根據本次勘察成果，勘察深度范圍內地層自上而下分述如下：人工填土層、①輕～中粉質壤土層、②重粉質壤土層、③淤泥質中粉質壤土層、④砂壤土層、⑤砂礫石層、⑥礫卵石層、⑦砂巖層，各土層物理力學指標見表1，蓄水閘持力層為⑤砂礫石層及⑥礫卵石層。

表1　各土層承載力、力學性指標建議值表

3.2過閘流量確定

按照《水力學》，粗糙度不同的明渠及復式斷面明渠的水力計算，將現狀河道河槽、河灘行洪流量分攤[1]，計算公式如下：

式中：Q——過流流量（m3/s）；

A——過流面積（m2）；

C——謝才系數；

R——水力半徑（m）；

i——水面比降；

K——流量模數（m3/s）；

n——粗糙系數；

λ——濕周（m）。

經計算，50年一遇設計洪水，閘下水位13.04m，河槽行洪流量452m3/s，河灘行洪流量548m3/s，現狀河道行洪流量1000m3/s。要求蓄水閘過閘流量不小于452m3/s。

3.3閘孔凈寬確定

閘址處河底高程一般在1.22～2.64m之間，考慮到底板厚度，擬定閘檻高程2.5m、3.0m兩個方案進行技術經濟分析，經計算，閘底檻高程定為3.0m，閘孔總凈寬60m，4孔，單孔凈寬15m。

漳河蓄水閘具有蓄水、行洪功能，在非汛期閘門關閉擋水，最高設計蓄水位為10.0m。在汛期行洪時，閘門完全打開，50年一遇設計洪水位為13.04m、200年一遇校核洪水位為14.04m，正常蓄水位與洪水位相差較大，閘門選用弧形鋼閘門型式。

3.4閘室結構布置

水閘采用開敞式閘室型式，鋼筋混凝土結構，共4孔，單孔凈寬15m，總凈寬60m。水閘底檻高程為3.0m，閘室順水流方向長30m，閘室總寬度為81m。閘室采用墩墻分縫結構，閘室共分兩塊，以閘中心線對稱布置，閘墩為實體結構，分縫處閘墩寬0.8m，中、邊墩均寬1.2m，上下游墩頭均設計為圓弧形。在閘墩側面設梯型牛腿埋設閘門支鉸，牛腿厚1.2m。閘室結構布置見圖2。

圖2　閘室結構布置圖

4　蓄水閘總體布置方案比選

4.1蓄水閘總體布置方案擬定

根據地形、地質條件，擬定右灘地建閘和河道內建閘兩個總平面布置方案進行技術經濟比較，因此選擇以下兩個方案進行比較，擇優選用[2]。

方案一：在右灘地上建閘（見圖3）。右灘地閘中心線距離原河道中心線約146m，將原河道主槽裁彎取直。建筑物順水流向總長146m（上游護底、閘室、下游至防沖槽末端），閘室段總寬82m；上下游開挖引河與現狀河道連接，上游引河最長開挖320m，下游引河最長開挖110m；兩岸布置連接橋與左右堤防相連，左岸連接橋長213m，右岸連接橋長126m，含閘上交通橋在內，交通橋總長413.8m。

方案二：在原河道內建閘（見圖4），河槽斷面不足部分，向右灘地擴挖建閘，閘中心線較原河道中心線右移30m。建筑物順水流向總長146m（上游護底、閘室、下游至防沖槽末端），閘室段總寬82m；上游河道最長開挖長300m，下游河道最長開挖長200m；兩岸布置連接橋與左右堤防相連，左岸連接橋長103m，右岸連接橋長236m，含閘上交通橋在內，交通橋總長413.8m。

4.2方案比選

圖3　蓄水閘總體布置方案一（右灘地）

圖4　蓄水閘總體布置方案二（原河道）

（1）從地質條件分析

方案一和方案二地質情況基本一致。根據地質勘察報告，河道底部地層自上而下分布為⑤層砂礫石、⑥層礫卵石、⑦層砂巖；右灘地地層自上而下分布為①層輕～中粉質壤土、③層淤泥質中粉質壤土、④層砂壤土、⑤層砂礫石、⑥層礫卵石、⑦層砂巖；兩閘址地基土層分布十分相似，持力層均為⑤層砂礫石，該層土透水性較強，強度高，壓縮性低，地勘報告推薦承載力為240kPa；持力層以下均為⑥層礫卵石、⑦層砂巖。

因此，兩閘址方案水閘地基承載力能滿足要求，不需處理；但相對透水層⑤砂礫石透水性較強，均需要進行閘基防滲處理，方案一閘底板以下⑤砂礫石層、⑥礫卵石層向主槽側逐漸加厚，方案一閘底板下⑦砂巖層頂標高為-3.20，方案二閘底板下⑦砂巖層頂標高為-3.64，閘基防滲處理措施需截穿透水⑤砂礫石、⑥礫卵石層，進入不透水⑦砂巖層，所以，從地質條件上看，方案一地質條件略優于方案二。

（2）從平面布置及進、泄洪效果分析

兩方案的結構布置相似，閘檻高程均為3.0m，水閘規模均為4孔×15m。平面布置上方案一將主槽S彎裁彎取直，重新開挖上下游引河與原河道連接，建閘后上、下游河道較順直，而方案二在原河道內建閘，僅向右灘擴挖布置，現狀河槽為S彎，建閘后上、下游河道彎曲，泄流后對下游河道沖刷較大，因此從平面布置及進、泄洪效果上，方案一優于方案二。

（3）從工程占地上：方案一永久占地為118.86畝，方案二永久占地73.18畝，方案二優于方案一。

（4）工程量與投資

上述兩方案的主體結構相同，工程量主要差別在基坑的開挖與回填、上下游引河的開挖與回填、施工期臨時工程、工程占地，兩方案除去相同結構的工程量，差異項工程量投資對比見表2。